(57)【要約】【課題】シュレッダーダストに含まれるヒ素や水銀あるいは塩素等の有害物の無害化を行うとともに、常温で固形化ができ、さらに熱カロリーの高い代替補助燃料およびその製造方法を提供する。【解決手段】シュレッダーダストから金属やガラス、セラミック等の無機材料を除去した可燃性廃棄物を破砕する第１の工程と、第１の工程により破砕された材料に、重金属無害化処理のための、高分子系液体キレート剤等の第１の添加剤を添加して混練する第２の工程と、第２の工程により得られた材料に、再生油と、廃タイヤパウダーと、セメントと、ゼオライト粉末と、重金属無害化処理のための、高分子系液体キレート剤等の第２の添加剤とを添加して、リグニン酸を主体とする硬化剤を添加しつつ混練する第３の工程と、第３の工程により得られた材料を所定の圧力で圧縮成形する第４の工程とにより代替補助燃料を製造する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュレッダーダストから金属やガラス、セラミック等の無機材料を除去した可燃性廃棄物に、重金属無害化処理のための第１の添加剤を添加して混練し、さらに再生油と廃タイヤパウダーとセメントとゼオライト粉末と重金属無害化処理のための第２の添加剤を添加して硬化剤を添加しつつ混練し、所定の圧力で圧縮成形して得られた、廃棄物を利用した代替補助燃料。
【請求項２】
シュレッダーダストから金属やガラス、セラミック等の無機材料を除去した可燃性廃棄物を破砕する第１の工程と、
前記第１の工程により破砕された材料に、重金属無害化処理のための第１の添加剤を添加して混練する第２の工程と、
前記第２の工程により得られた材料に、再生油と廃タイヤパウダーとセメントとゼオライト粉末と重金属無害化処理のための第２の添加剤を添加して硬化剤を添加しつつ混練する第３の工程と、
前記第３の工程により得られた材料を所定の圧力で圧縮成形する第４の工程と
により代替補助燃料を製造することを特徴とする廃棄物を利用した代替補助燃料の製造方法。
【請求項３】
前記第１の添加剤および第２の添加剤は、高分子系液体キレート剤である請求項２記載の廃棄物を利用した代替補助燃料の製造方法。
【請求項４】
前記硬化剤は、リグニン酸を主体とするものである請求項２または３に記載の廃棄物を利用した代替補助燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の再資源化を目的とした高品質代替補助燃料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の対策や、省エネルギーのために、廃棄物の再資源化を図ることが求められている。
例えば使用済み自動車について説明すると、従来のリサイクル方法は、エンジンやボディ部品、電装品などで再使用する部品と、エンジン、触媒、非鉄金属、タイヤなどの再資源化部品と、エンジンやタイヤを取り外した外枠だけの状態の使用済み自動車ガラに分別し、自動車ガラは破砕してシュレッダーダストとして金属やガラスなどの無機材料は埋め立てに使用し、樹脂、繊維、木、紙、ゴム等を含む可燃物は、焼却処理ないし燃料として再利用を図っている。
燃料として利用する際には、シュレッダーダストから金属類を取り除き、それに、例えば１５０℃程度の熱を加えて固形化燃料（ＲＤＦ）を製造し、カロリー源の一つとして使用することが試みられている。
【０００３】
特開平８−２３９６７５号公報（特許文献１）には、可燃性廃棄物を粉砕し、この粉砕物に固化作用及び／又は吸水性を有する粉粒物を混合して固形燃料を製造する際に、吸着性を有する添加物として珪酸カルシウム水和物を添加する廃棄物からの固形燃料の製造方法と、それにより得られた固形燃料をセメントの自然原料及び／又はセメント焼成時の燃料として使用する固形燃料の利用方法が開示されている。
【０００４】
特開平９−２６２５６６号公報（特許文献２）には、都市ゴミに生石灰または軽焼ドロマイトあるいは消石灰を散布して脱臭、破砕細分化し、適量の珪酸ソーダを噴霧しながら均一撹拌混合し、加圧成型することにより、アルカリ性の圧搾液と珪酸ソーダが反応凝結して無臭の崩壊しづらい固形体ゴミとして活用することができることが開示されている。
【０００５】
特開平９−３１６４７２号公報（特許文献３）には、可燃性廃棄物と珪酸カルシウムとを混合して大気汚染を引き起こしにくい固形燃料を製造することが開示されている。
【０００６】
特開２００１−４９２７１号公報（特許文献４）には、可燃性廃棄物を乾燥し圧縮成型して廃棄物固形化燃料を製造する過程において、セメントを添加し、さらにゼオライトおよび炭素質物質から選ばれる少なくとも１種と、セメントとを添加することが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２３９６７５号公報
【特許文献２】特開平９−２６２５６６号公報
【特許文献３】特開平９−３１６４７２号公報
【特許文献４】特開２００１−４９２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜４に記載された固形燃料においては、それ自体では熱カロリーが小さいため、焼成炉にカロリー源の一つとして利用されているにとどまっている。焼成炉にカロリー源として使用している燃焼補給物はバランスが一定でなく高価な重油を補填させるしかなく、コスト高になってしまう。
【０００９】
また、従来の固形化燃料の製造方法では、細かな金属類の除去、およびヒ素や水銀などの有害物質の無害化が行われておらず、さらに燃料として使用した際に発生する塩素分によって炉壁を傷め、メンテナンスにコストが掛かりすぎ、さらにはＣＯ2によって大気を汚染してしまうという問題がある。また、固形化には加熱が必要であり、別のエネルギーを要するという問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、シュレッダーダストに含まれるヒ素や水銀あるいは塩素等の有害物の無害化を行うとともに、常温で固形化ができ、さらに熱カロリーの高い代替補助燃料およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の産業廃棄物を利用した代替補助燃料は、シュレッダーダストから金属やガラス、セラミック等の無機材料を除去した可燃性廃棄物に、重金属無害化処理のための第１の添加剤を添加して混練し、さらに再生油と廃タイヤパウダーとセメントとゼオライト粉末と重金属無害化処理のための第２の添加剤を添加して硬化剤を添加しつつ混練し、所定の圧力で圧縮成形して得られたものである。
【００１２】
また、本発明の廃棄物を利用した代替補助燃料の製造方法は、シュレッダーダストから金属やガラス、セラミック等の無機材料を除去した可燃性廃棄物を破砕する第１の工程と、前記第１の工程により破砕された材料に、重金属無害化処理のための第１の添加剤を添加して混練する第２の工程と、前記第２の工程により得られた材料に、再生油と廃タイヤパウダーとセメントとゼオライト粉末と重金属無害化処理のための第２の添加剤を添加して硬化剤を添加しつつ混練する第３の工程と、前記第３の工程により得られた材料を所定の圧力で圧縮成形する第４の工程とにより代替補助燃料を製造することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明では、シュレッダーダストから選別された可燃性廃棄物を破砕した後に添加して混練する第１の添加剤は、例えば高分子系液体キレート剤を用いることができる。高分子系液体キレート剤は、ジチオカルバミン酸系のキレート基を持ち、このキレート基は、多種の有害重金属、例えばＣｄ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ａｓ，Ｈｇ，Ｃｕ，Ｓｅ等と化合して水に不溶性の錯体を形成して無害化する性質を有している。さらに、安全で安定した燃焼カロリーを高めるために、再生油と廃タイヤパウダーを混合し、Ｃａ成分添加のためにセメントを混入し、さらにゼオライトと重金属無害化処理のための第２の添加剤、例えば第１の添加剤と同じ高分子系液体キレート剤を添加する。セメントのＣａ質が、第１の添加剤と化学反応を起こし、錯体を形成し、有害物質の溶出を防ぐ。
【００１４】
「ゼオライト」は、シリカ（ＳｉＯ2）とアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主成分とする結晶であり、非常に微細な多孔質構造から、吸着性、イオン交換性、触媒性に優れている。ゼオライトの触媒性は、原料の燃焼時にＣＯをＣＯ2に、ＨＣをＨ2ＯとＣＯ2に変化させるとともに、急速燃焼低温爆発するので、ＮＯｘは最低限に抑えることができ、排ガス中の未燃炭素を除去し、黒煙をなくして燃焼力を大幅に高める作用である。一方、石炭灰（フライアッシュ）をアルカリである水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液中で煮沸処理し、冷却、洗浄することにより、ゼオライトに転換できる。これを「人工ゼオライト」という。
【００１５】
本発明の好適な例では、天然ないし人工ゼオライトの持つ吸着機能、触媒活性機能に着目し、シュレッダーダストに含まれる有害物質の発生する塩化水素（ＨＣｌ）ガスを吸着して無害化し、また難燃成分を可燃性に変換する。また、ゼオライトの粒体に多く含まれるポタシウム（カリウム）によるイオン交換作用によって、有害性物質の分解・吸着を行う。さらに硬化剤、たとえばリグニン酸を主体とした硬化剤を添加し、混練し、形成固化させることにより完全に有害性を遮断した高品質の代替補助燃料を製造する。リグニン酸を主体とした硬化剤は、界面活性剤で中和させることにより、リグニン酸スルホン塩とカルシウムで水和化合を起こさせ、硬化させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シュレッダーダストに含まれるヒ素や水銀等の有害重金属あるいは塩素等の有害物の無害化を行うとともに、常温で固形化ができ、さらに熱カロリーの高い代替補助燃料を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は使用済み自動車のシュレッダーダストを高品質代替補助燃料とするプラントのフロー図である。
【００１８】
ステップＳ１：搬入されてきたシュレッダーダストを人手と破砕・粉砕機により破砕、粉砕する。
ステップＳ２：第２選別機により、金属と混合物に分別する。
ステップＳ３：磁力選鋼機により最終金属類の選別を行う。
ステップＳ４：原料と添加剤を混練処理する（詳細は後述）。
ステップＳ５：混練処理された原料に小圧を加え、成形乾燥させ、代替補助燃料の製品とする。
ステップＳ６：製品を搬出する。
【００１９】
本発明の特徴は、ステップＳ４の処理である。この処理について、図２を併用して詳細に説明する。
ステップＳ１０：上記のステップＳ２，Ｓ３で選別された、金属くずおよびガラス、セラミック等の無機質くずを除去した樹脂、繊維、木、紙、ゴム等の可燃物を、回転破砕機により破砕する。
ステップＳ１１：破砕された材料に、第１の添加剤を添加して混練する。第１の添加剤としては、高分子系液体キレート剤を用いることができ、これにより、破砕された材料に含まれる重金属類の無害化処理を行う。高分子系液体キレート剤は、ジチオカルバミン酸系のキレート基を持ち、このキレート基は、多種の有害重金属、例えばＣｄ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ａｓ，Ｈｇ，Ｃｕ，Ｓｅ等と化合して水に不溶性の錯体を形成して無害化する。
【００２０】
ステップＳ１２：燃焼カロリーを高めるために、破砕した原料に再生油を添加する。再生油とは、一度使用して用を足さなくなった機械油、潤滑油、食用油、オイルタンカー等からの流出油から再生した油、あるいは廃棄プラスチック等から再生し、自動車用Ａ重油として使用しうる油を言う。
ステップＳ１３：さらに、燃焼カロリーを高めるために、廃タイヤパウダーを添加する。
ステップＳ１４：有害物質固定化のためにセメント（普通セメント）を添加する。
【００２１】
ステップＳ１５：触媒活性機能を持たせるために、ゼオライト粉末を添加する。特に、ゼオライトの持つ吸着機能、触媒活性機能に着目し、シュレッダーダストに含まれる有害物質の発生する塩化水素（ＨＣｌ）ガスを吸着して無害化し、また難燃成分を可燃性に変換する。
ステップＳ１６：重金属無害化処理のための第２の添加剤、例えば第１の添加剤と同じ高分子系液体キレート剤を添加する。この段階で第２の添加剤を添加するのは、第１の添加剤により無害化処理した材料の後に添加する廃タイヤパウダー、セメント中にも重金属が含まれる可能性があるからである。
【００２２】
ステップＳ１７：以上の材料に硬化剤を添加して混練機により混練する。硬化剤は、たとえばリグニン酸を主体とした薬剤である。
ステップＳ１８：圧縮成形機により、材料を固化させ、代替補助燃料を製造する。なお、代替補助燃料の形態としては、インゴット形状、団子状、円筒形状等、各種の形状とすることができる。
【実施例】
【００２３】
金属くず、無機質くずを除去したシュレッダーダスト６ｋｇ（１００質量部）に対し廃タイヤパウダー４２０ｇ（７質量部）を添加したものと、廃油６ｋｇ（１００質量部）に対し第１の添加剤として高分子系液体キレート剤（例えば（株）ゼロ・プロジェクト社製のＮＥＷエコプラス８００  Ａ剤）２８０ｃｃ（約５質量部）を添加したものと、ゼオライト６００ｇ（１０質量部）と、普通セメント１．２ｋｇ（２０質量部）と、硬化剤としてリグニン酸を主体とした薬剤（例えば（株）ゼロ・プロジェクト社製、製品名ＮＥＷエコプラス８００  Ｂ剤）の原液６００ｃｃ（１０質量部）とを混練し、団子状に成形して代替補助燃料を製造した。
この代替補助燃料ＳＡＦ（Substantial Auxiliary Fuel）とＣ重油の性状比較を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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※ＮＥＤＯ：可燃ゴミ再資源燃料化技術開発委員会
【００２５】
考察
１．ＳＡＦの総発熱量は、Ｃ重油と比較して約２０％低いが、配合物（廃タイヤパウダー、廃油類）の配合比を変えることにより、かなり改善されるものと考えられる。
２．従来、廃油に起因する有害物質溶出性が問題にされたが、添加剤として使用するＣａ型ゼオライト（ＣＥＣ１８０ｍｅｑ／１００ｇ）のＨＣｌ除去機能（吸着作用およびゼオライト中の遊離ＣａとＨＣｌとの化学反応）により有害物質の封鎖は可能である。なお、２価イオンで細孔径５Åのゼオライト（Ｃａ型）を添加剤として使用すれば重金属安定剤（第１および第２の添加剤）の添加率を低減でき、ハンドリング性も良くなる。なお、９００℃の高温域ではゼオライトの骨格構造が破壊される可能性も考えられる。（ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3への還元→残渣の再利用可）
３．ＣＯ2排出削減量が大幅に低減するので、環境対応性に有効である。
４．異物含有量が基準値を上回るが、残渣の有効利用により解決可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、シュレッダーダストに含まれるヒ素や水銀等の有害重金属あるいは塩素等の有害物の無害化を行うとともに、常温で固形化ができ、さらに熱カロリーの高い代替補助燃料を得ることができ、廃棄物の再資源化を図るあらゆる産業において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る使用済み自動車のシュレッダーダストを高品質代替補助燃料とするプラントのフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る原料と添加剤を混練処理のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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